Введение к работе
Актуальность проблемы
Известно, что длительное внесение органических удобрений может интенсифицировать микробную минерализацию автохтонного органического вещества почв [Мишустин, 1974], которая, в свою очередь, приводит к снижению их плодородия. В настоящее время накоплено большое количество данных о численности микроорганизмов в почвах разных типов, их сукцессии, специфике влияния отдельных сельскохозяйственных культур на структуру микробного сообщества [Звягинцев, 2001; Тихонович, 2001; Добровольская, 2002 и др.]. В ряде случаев на этой основе удается описать направленность важнейших микробиологических процессов в почвах, таких как превращение соединений азота, фосфора, трансформации органического вещества и соответствующие изменения содержания гумуса в почве и т.д. [Тихонович, 2001].
Однако, научное обоснование внесения доз и видов органических удобрений для поддержания оптимального баланса гумуса с учетом структурно-функциональной перестройки микробного сообщества почв агроэкосистем остается весьма актуальной, так как на современном уровне микробиологического знания стало ясно, что многие виды микроорганизмов не выделяются в чистом виде из-за тесных трофических взаимосвязей. Это делает невозможным их выделение и таксономическое описание. Особое затруднение представляет работа с анаэробными видами микроорганизмов, в то время как значение этой группы микробов в агроценозе велико [Емцев, 1984]. Наряду с традиционными посевами на питательные среды, в таких исследованиях помогают молекулярные методы, в частности, метод газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС), позволяющий определять без традиционного микробиологического выращивания состав и структуру агромикробоценозов. Экспресс диагностика таких биологических характеристик дает представление о механизмах биоминерализации органического вещества почв, что позволяет контролировать и регулировать этот процесс.
Целью данной работы стало определение влияния разных видов органических удобрений (навоза, сидератов, соломы) на агрохимическое и микробиологическое состояние дерново-подзолистой почвы в агроценозе для выявления наиболее тесно связанных с его продуктивностью интегральных микробиологических показателей.
В связи с целью исследований решали следующие задачи:
1. Рассмотреть взаимосвязь изменения агрохимических свойств и
продуктивности дерново-подзолистой супесчаной почвы с низким (0,8%) и
высоким (3,2%) содержанием гумуса.
2. Определить влияние различных органических удобрений (навоза, соломы,
сидератов) на фоне минеральных, на численность, состав и структуру
МИКробнОГО Сообщества ДГрппгп ПОДЧОПИГГОЙ ПП'ІЛІІІ " " ІПУІГІІІТІїГГ
БИБЛИОТЕКА (
оэ m
традиционными микробиологическими методами и молекулярным методом газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС).
3. Выделить доминантные ассоциации микроорганизмов при разной
органоминеральной нагрузке дерново-подзолистой почвы и определить
возможные микробиологические показатели состояния почв в агроценозе.
4. Изучить возможность применения сидератов для улучшения
биологического состояния дерново-подзолистой почвы и качества
растительной продукции после длительного внесения осадков сточных вод
(ОСВ).
Научная новизна работы
Впервые получены экспериментальные данные о влиянии различных органических удобрений (навоза, сидератов, соломы) при их длительном систематическом применении на агрохимические и микробиологические компоненты агроценоза в связи с его продуктивностью. Использование молекулярного метода исследования микробных сообществ ГХ-МС позволило дать комплексную оценку вклада доминантных микроорганизмов и структурно-функциональных групп микробоценозов в трансформацию органического вещества почвы и ее продуктивность.
Определены коррелятивные зависимости основных агрохимических характеристик и продуктивности дерново-подзолистой почвы с выделенными Структурными группами микробных сообществ в агроценозе.
Практическая значимость работы
Полученные данные могут быть использованы для оптимизации доз и видов органических удобрений при внесении их совместно с минеральными удобрениями на дерново-подзолистых почвах с учетом регуляции микробиологической активности почв, сохраняя, тем самым, естественное плодородие агроценоза и улучшая условия питания и роста растений.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Сельскохозяйственная микробиология в XIX - XXI веках» (Павловск, 2001); Международной конференции «IIth Nitrogen Workshop» (Реймс, Франция, 2001); Международной научной конференции «Биологические ресурсы и устойчивое развитие» (Пущино, 2001); Международной конференции «Xth International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology» (Париж, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков» (Ярославль, 2003); на симпозиуме ВНИПТИХИМ «Последействие удобрений и его прогнозирование» (Немчиновка, 2003).
Публикации
Материалы проведенных исследований изложены в 10 печатных работах.
Структура и объем диссертации
